JP4459914B2 - Imprint lithography - Google Patents

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    • Y10S977/887—Nanoimprint lithography, i.e. nanostamp

Description

本発明はインプリント（ｉｍｐｒｉｎｔ）リソグラフィに関する。   The present invention relates to imprint lithography.

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の目標部分に与える機械である。リソグラフィ装置は従来、例えば集積回路（ＩＣ）、フラットパネルディスプレイ、および微細構造を含む他のデバイスの製造において使用されている。   A lithographic apparatus is a machine that applies a desired pattern onto a target portion of a substrate. Lithographic apparatus are conventionally used, for example, in the manufacture of integrated circuits (ICs), flat panel displays, and other devices involving fine structures.

リソグラフィパターンのフィーチャー（ｆｅａｔｕｒｅｓ）のサイズを縮小することが望ましい。これによって、任意の基板面積にあるフィーチャーの密度を上げられるからである。フォトリソグラフィでは、より短い波長の光を使用することによって、解像度を向上させることができる。しかし、このような縮小に伴う問題がある。現在のシステムは、１９３ｎｍ領域の波長の光学ソースを採用し始めているが、このレベルでも回折の限界が障害になる。波長が小さくなると、材料の透明度が非常に低くなる。解像度の強化が可能な光学リソグラフィ機械は、複雑な光学機器および希少材料を必要とし、その結果、非常に高価になる。   It is desirable to reduce the size of lithographic pattern features. This is because the density of features on an arbitrary substrate area can be increased. In photolithography, the resolution can be improved by using light of a shorter wavelength. However, there are problems associated with such reduction. Current systems have begun to employ optical sources with wavelengths in the 193 nm region, but even at this level, diffraction limitations are an obstacle. As the wavelength decreases, the transparency of the material becomes very low. Optical lithography machines capable of enhanced resolution require complex optical equipment and rare materials, and as a result are very expensive.

１００ｎｍ未満のフィーチャーを印刷する代替方法は、インプリントリソグラフィとして知られ、物理的な型またはテンプレートを使用してパターンをインプリント可能な媒体にインプリントすることによって、パターンを基板に転写することを含む。インプリント可能媒体は、基板または基板の表面に塗布する材料でよい。インプリント可能媒体は機能的であるか、パターンを下にある表面に転写する「マスク」として使用することができる。インプリント可能媒体は、例えば半導体材料などの基板に付着させるレジストとして提供され、これにテンプレートによって画定されたパターンを転写する。したがって、インプリントリソグラフィは基本的に、マイクロメートルまたはナノメートル規模の成形プロセスであり、テンプレートの微細構成が、基板上に生成されるパターンを画定する。パターンは、光学リソグラフィプロセスと同様に層状にしてよく、したがって原則的に、インプリントリソグラフィは集積回路の製造のような用途に使用することができる。   An alternative method of printing features less than 100 nm, known as imprint lithography, involves transferring a pattern to a substrate by imprinting the pattern onto an imprintable medium using a physical mold or template. Including. The imprintable medium may be a substrate or a material that is applied to the surface of the substrate. The imprintable medium is functional or can be used as a “mask” to transfer the pattern to the underlying surface. The imprintable medium is provided as a resist that is attached to a substrate, such as a semiconductor material, to which the pattern defined by the template is transferred. Thus, imprint lithography is basically a micrometer or nanometer scale molding process, where the template topography defines the pattern produced on the substrate. The pattern may be layered as in an optical lithography process, so in principle imprint lithography can be used for applications such as the manufacture of integrated circuits.

インプリントリソグラフィの解像度は、テンプレート作成プロセスの解像度によってのみ制限される。例えば、インプリントリソグラフィは、従来の光学リソグラフィプロセスで達成可能なものと比較して、大幅に改善された解像度および線縁粗さで５０ｎｍ未満の範囲のフィーチャーを生成するために使用されている。また、インプリントプロセスは、光学リソグラフィプロセスで通常必要とされている高価な光学機器、先進の照明ソースまたは特殊なレジスト材料を必要としないことも可能である。   The resolution of imprint lithography is limited only by the resolution of the template creation process. For example, imprint lithography has been used to generate features in the sub-50 nm range with significantly improved resolution and line edge roughness compared to what can be achieved with conventional optical lithography processes. The imprint process may also not require expensive optical equipment, advanced illumination sources or special resist materials that are normally required in optical lithography processes.

本発明の第一の態様によると、インプリント方法で、媒体にインプリントを形成するために、テンプレートをして、基板の第一表面の目標領域にインプリント可能媒体を接触させることと、インプリント可能媒体と接触するテンプレートによって引き起こされる基板の変形を緩和するように、第一表面に対して反対にある基板の第二表面に補償力を加えることと、インプリントした媒体からテンプレートを分離することとを含む方法が提供される。   According to a first aspect of the present invention, in order to form an imprint on a medium in the imprint method, a template is formed and the imprintable medium is brought into contact with a target area on the first surface of the substrate; Applying a compensating force to the second surface of the substrate opposite to the first surface and separating the template from the imprinted media to mitigate substrate deformation caused by the template in contact with the printable media Is provided.

この方法で、基板の変形（例えば屈曲または圧縮）は、例えば適切に配置構成した補償部材などによって提供される適切な補償力を加えることにより、緩和、最小化、またはほぼ解消される。ある実施形態では、基板の第二表面に補償力を加えるために使用する補償部材の接触面積は、基板の第二表面の面積より大きいか、同様であるか、それより小さくてよい。   In this manner, substrate deformation (eg, bending or compression) is mitigated, minimized, or substantially eliminated by applying appropriate compensation forces provided by, for example, appropriately arranged compensation members. In some embodiments, the contact area of the compensation member used to apply the compensation force to the second surface of the substrate may be greater than, similar to, or less than the area of the second surface of the substrate.

補償力は、基板の第二表面の任意の望ましい部分に任意の都合良い角度で加えてよいが、ある実施形態では、補償力を、基板の第一（例えば上部）表面の目標領域に対してちょうど反対にある基板の第二（例えば底部）表面の部分に加える。このようにする際に、補償力の大きさを小さくするか、最小にしてよい。補償力の軌跡はインプリント力のそれと整列するからである。基板の第一表面の目標領域は、基板の第一表面の総表面積の分数であると都合がよい。つまり、目標領域は、基板の第一表面の総面積より小さい表面積を有する。この場合、補償部材によって補償力を加える基板の第二表面の部分は、ある実施形態では、基板の第二表面の総面積の分数である。   The compensation force may be applied at any convenient angle to any desired portion of the second surface of the substrate, but in certain embodiments, the compensation force is relative to a target area on the first (eg, top) surface of the substrate. Add to the portion of the second (eg bottom) surface of the substrate that is just opposite. In doing so, the magnitude of the compensation force may be reduced or minimized. This is because the locus of the compensation force is aligned with that of the imprint force. Conveniently, the target area of the first surface of the substrate is a fraction of the total surface area of the first surface of the substrate. That is, the target area has a surface area that is smaller than the total area of the first surface of the substrate. In this case, the portion of the second surface of the substrate to which the compensation force is applied by the compensation member is, in one embodiment, a fraction of the total area of the second surface of the substrate.

ある実施形態では、補償力は、媒体にインプリントを形成するためにテンプレートを媒体に接触させるように加えるインプリント力とほぼ等しい。あるいは、補償力は、基板の第一表面の目標領域の部分の圧縮を補償するように、インプリント力より大きくてよい。ある実施形態では、刻印力を加えることによって基板の第二表面に生じる補償圧力は、インプリント力を加えることによってインプリント可能媒体に生じるインプリント圧力とほぼ等しいか、それより大きくてよい。   In some embodiments, the compensation force is approximately equal to the imprint force applied to bring the template into contact with the media to form an imprint on the media. Alternatively, the compensation force may be greater than the imprint force so as to compensate for compression of the portion of the target area of the first surface of the substrate. In some embodiments, the compensation pressure generated on the second surface of the substrate by applying the imprinting force may be approximately equal to or greater than the imprinting pressure generated on the imprintable medium by applying the imprinting force.

ある実施形態では、基板をキャリアの第一表面上で支持し、キャリアの第一表面に対して反対にあるキャリアの第二表面と直接接触する補償部材によって、補償力を加える。   In some embodiments, the compensation force is applied by a compensation member that supports the substrate on the first surface of the carrier and is in direct contact with the second surface of the carrier opposite the first surface of the carrier.

ある実施形態では、弾性部材を使用して、補償力を加える。ある実施形態では、ばね、圧電起動部材、および電流を流せるコイル（例えばローレンツモータ）内に変位自在に装着されたロッドで構成されたグループから選択した補償部材を使用して、補償力を加える。   In some embodiments, an elastic member is used to apply the compensation force. In one embodiment, the compensation force is applied using a compensation member selected from the group consisting of a spring, a piezoelectric actuating member, and a rod that is displaceably mounted in a current-carrying coil (eg, a Lorentz motor).

ある実施形態では、インプリント方法はさらに、基板の第一表面の目標領域にある量のインプリント可能媒体を提供することを含む。   In some embodiments, the imprinting method further includes providing an amount of imprintable media in a target area on the first surface of the substrate.

基板の第二表面の特定部分に局所化した適切な補償力を（例えば機械的力、流体圧力などの適切な任意の手段によって）加えると、補償力の大きさを小さくすることができる。ある実施形態では、基板の第二表面の部分は、基板の第一表面の目標領域に対してちょうど反対にある。したがって、補償力の軌跡は、インプリント力のそれと整列し、補償力の大きさをさらに小さくすることができる。基板の第一表面の目標領域は、基板の第一表面の総表面積の分数であるので、補償部材によって局所化した補償力が加えられる基板の第二表面の部分は、ある実施形態では基板の第二表面の総面積の分数である。   Applying an appropriate compensation force localized to a specific portion of the second surface of the substrate (eg, by any suitable means such as mechanical force, fluid pressure, etc.) can reduce the magnitude of the compensation force. In certain embodiments, the portion of the second surface of the substrate is just opposite to the target area of the first surface of the substrate. Therefore, the locus of the compensation force is aligned with that of the imprint force, and the magnitude of the compensation force can be further reduced. Since the target area of the first surface of the substrate is a fraction of the total surface area of the first surface of the substrate, the portion of the second surface of the substrate to which the compensation force localized by the compensation member is applied is, in one embodiment, of the substrate. It is a fraction of the total area of the second surface.

さらなる態様によると、インプリント装置で、基板を保持するように構成された基板ホルダ、テンプレートを保持するように構成されたテンプレートホルダを有し、テンプレートホルダは、媒体にインプリントを形成するために、テンプレートをして基板の第一表面の目標領域にインプリント可能媒体を接触させ、インプリントした媒体からテンプレートを分離させるように動作可能であり、さらに、基板と接触するテンプレートによって引き起こされる基板の変形を軽減するように、インプリント可能媒体にテンプレートが接触している間に、第一表面に対して反対にある基板の第二表面に補償力を加えるように動作可能である補償部材を有する装置が提供される。   According to a further aspect, in an imprint apparatus, a substrate holder configured to hold a substrate, a template holder configured to hold a template, the template holder configured to form an imprint on a medium Operable to cause the template to contact the imprintable medium to a target area on the first surface of the substrate and to separate the template from the imprinted medium; Having a compensation member operable to apply a compensation force to the second surface of the substrate opposite the first surface while the template is in contact with the imprintable medium to mitigate deformation An apparatus is provided.

補償力は、基板の第二表面の望ましい任意の部分に都合の良い任意の角度で加えることができるが、ある実施形態では、補償部材は、基板の第一表面の第一目標領域とはちょうど反対にある基板の第二表面の部分に補償力を加えるように動作可能である。   The compensation force can be applied at any convenient angle to any desired portion of the second surface of the substrate, but in certain embodiments, the compensation member is just the first target area of the first surface of the substrate. Opposite, it is operable to apply a compensating force to a portion of the second surface of the substrate.

ある実施形態では、補償部材は、媒体にインプリントを形成するために、テンプレートに加えて媒体と接触させるインプリント力とほぼ等しいか、それより大きい補償力を提供するように動作可能である。さらに、補償部材は、テンプレートホルダの動作によってインプリント力を加えることによりインプリント可能媒体に加えられるインプリント圧力とほぼ等しいか、それより大きく、基板の第二表面に補償圧力を発生させる補償力を提供するように動作可能でよい。   In some embodiments, the compensation member is operable to provide a compensation force that is approximately equal to or greater than the imprint force that contacts the media in addition to the template to form an imprint on the media. Further, the compensation member is a compensation force that generates a compensation pressure on the second surface of the substrate that is approximately equal to or greater than the imprint pressure applied to the imprintable medium by applying the imprint force by operation of the template holder. May be operable to provide

ある実施形態では、基板はキャリアの第一表面上に支持され、補償部材は、キャリアの第一表面の反対にあるキャリアの第二表面に直接接触する。   In certain embodiments, the substrate is supported on the first surface of the carrier and the compensation member is in direct contact with the second surface of the carrier opposite the first surface of the carrier.

ある実施形態では、補償部材を基板ホルダに接続する。   In some embodiments, the compensation member is connected to the substrate holder.

ある実施形態では、補償部材は弾性部材でよい。ある実施形態では、ばね、圧電起動部材、および電流を流せるコイル（例えばローレンツモータ）内に変位自在に装着されたロッドで構成されたグループから、補償部材を選択する。   In some embodiments, the compensation member may be an elastic member. In one embodiment, the compensation member is selected from a group consisting of a spring, a piezoelectric actuating member, and a rod that is displaceably mounted in a coil (eg, a Lorentz motor) through which current can flow.

ある実施形態では、インプリント装置はさらに、基板ホルダ上に保持された基板の第一表面の目標領域に、ある量のインプリント可能媒体を提供するように構成された供給装置を有する。   In certain embodiments, the imprint apparatus further comprises a supply device configured to provide a quantity of imprintable media to a target area on the first surface of the substrate held on the substrate holder.

次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照に、例示の方法においてのみ説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示す。   Embodiments of the present invention will now be described by way of example only with reference to the accompanying schematic drawings. Corresponding reference characters indicate corresponding parts in the drawings.

インプリントリソグラフィには２つの基本的アプローチがあり、これは一般的に高温インプリントリソグラフィおよびＵＶインプリントリソグラフィと呼ばれる。ソフトリソグラフィとして知られる第三のタイプの「印刷」リソグラフィもある。これらのインプリントリソグラフィの例を図１ａから図１ｃで示す。   There are two basic approaches to imprint lithography, commonly referred to as high temperature imprint lithography and UV imprint lithography. There is also a third type of “printing” lithography known as soft lithography. Examples of these imprint lithography are shown in FIGS. 1a to 1c.

図１ａは、分子１１（通常はチオールのようなインク）の層を可撓性テンプレート１０（通常はポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）から作成する）から基板１２及び平坦化および転写層１２’上に支持されたレジスト層１３に転写することとを含むソフトリソグラフィプロセスを概略的に示す。テンプレート１０は、その表面上にフィーチャーのパターンを有し、フィーチャー上に分子層を付着させる。テンプレートをレジスト層に押しつけると、分子１１の層がレジストに付着する。レジストからテンプレートを外すと、分子１１の層はレジストに付着し、転写した分子層によって覆われていないレジストの区域が基板までエッチングされるように、レジストの残留層をエッチングする。   FIG. 1a supports a layer of molecules 11 (typically an ink like thiol) from a flexible template 10 (typically made from polydimethylsiloxane (PDMS)) on a substrate 12 and a planarization and transfer layer 12 ′. 1 schematically shows a soft lithography process including transferring to a resist layer 13 formed. The template 10 has a pattern of features on its surface and deposits a molecular layer on the features. When the template is pressed against the resist layer, the layer of molecules 11 adheres to the resist. When the template is removed from the resist, the layer of molecules 11 adheres to the resist, and the remaining layer of resist is etched so that areas of the resist not covered by the transferred molecular layer are etched down to the substrate.

ソフトリソグラフィに使用するテンプレートは、容易に変形し、したがって例えばナノメートル規模のような高解像度の用途に適していない。テンプレートの変形がインプリントしたパターンに悪影響を及ぼすからである。さらに、同じ領域を複数回重ねる多層構造を作成する場合、ソフトリソグラフィは、ナノメートル規模のオーバレイ精度を提供しない。   Templates used for soft lithography are easily deformed and are therefore not suitable for high resolution applications, for example on the nanometer scale. This is because the deformation of the template adversely affects the imprinted pattern. Furthermore, soft lithography does not provide nanometer-scale overlay accuracy when creating multi-layer structures that overlap the same region multiple times.

高温インプリントリソグラフィ（または高温エンボス加工）は、ナノメートル規模で使用する場合、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）としても知られる。このプロセスは、例えばシリコンまたはニッケルなどから作成した比較的硬質のテンプレートを使用し、これは摩耗および変形に対する耐性が高くなる。これについては、例えば米国特許第６，４８２，６４２号に記載され、図１ｂで図示されている。典型的な高温インプリントプロセスでは、基板の表面に形成された熱硬化性または熱可塑性ポリマ樹脂１５に中実のテンプレート１４をインプリントする。樹脂は、例えば基板表面に、またはさらに一般的には（図示の例のように）平坦化および転写層１２’へとスピンコーティングし、焼き付けることができる。インプリントテンプレートを説明する場合、「硬質」という用語は、通常は「硬質」材料と「軟質」材料の間と見なされている材料、例えば「硬質」ゴムなどを含むことを理解されたい。インプリントテンプレートとして使用するための特定の材料適切性は、その用途の要件によって決定される。   High temperature imprint lithography (or high temperature embossing) is also known as nanoimprint lithography (NIL) when used on a nanometer scale. This process uses a relatively hard template made from, for example, silicon or nickel, which is more resistant to wear and deformation. This is described, for example, in US Pat. No. 6,482,642 and illustrated in FIG. 1b. In a typical high temperature imprint process, a solid template 14 is imprinted onto a thermosetting or thermoplastic polymer resin 15 formed on the surface of a substrate. The resin can be spin-coated and baked, for example, onto the substrate surface, or more generally (as in the illustrated example) to the planarization and transfer layer 12 '. When describing an imprint template, it is to be understood that the term “hard” includes materials that are normally considered between “hard” and “soft” materials, such as “hard” rubber. The particular material suitability for use as an imprint template is determined by its application requirements.

熱硬化性ポリマ樹脂を使用する場合は、テンプレートと接触すると、樹脂がテンプレート上に画定されたパターンフィーチャーへと流れるために十分に流動可能であるような温度まで加熱する。次に、固化して、所望のパターンへと不可逆的に適応するように、樹脂の温度を上昇させて、樹脂を熱硬化（例えば架橋反応）する。その後、テンプレートを外し、パターン形成した樹脂を冷却することができる。   If a thermosetting polymer resin is used, it is heated to a temperature such that when in contact with the template, the resin is sufficiently flowable to flow to the pattern features defined on the template. Next, the temperature of the resin is increased so as to solidify and irreversibly adapt to a desired pattern, and the resin is thermoset (for example, a crosslinking reaction). Thereafter, the template is removed and the patterned resin can be cooled.

高温インプリントリソグラフィプロセスに使用する熱可塑性ポリマ樹脂の例は、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリスチレン、ポリ（ベンジルメタクリレート）またはポリ（シクリヘキシルメタクリレート）である。熱可塑性樹脂は、テンプレートによりインプリントされる直前に、自由に流動可能な状態になるように加熱する。通常、熱可塑性樹脂は、樹脂のガラス転移温度より非常に高い温度まで加熱する必要がある。テンプレートを流動可能な樹脂に押し込み、テンプレート上に画定されたパターンフィーチャーの全部に樹脂が流れ込むことを保証するために、十分な圧力を加える。次に、テンプレートが所定の位置にある状態で、樹脂をガラス転移温度の下まで冷却し、その後に樹脂は所望のパターンに不可逆的に適応する。パターンは、樹脂の残留層から浮き彫りのフィーチャーとして構成され、これは次に、適切なエッチングプロセスで除去され、パターン形のみを残す。   Examples of thermoplastic polymer resins used in high temperature imprint lithography processes are poly (methyl methacrylate), polystyrene, poly (benzyl methacrylate) or poly (cyclhexyl methacrylate). The thermoplastic resin is heated so as to be freely flowable immediately before being imprinted by the template. Usually, a thermoplastic resin needs to be heated to a temperature much higher than the glass transition temperature of the resin. Sufficient pressure is applied to force the template into the flowable resin and to ensure that the resin flows into all of the pattern features defined on the template. The resin is then cooled below the glass transition temperature with the template in place, after which the resin irreversibly adapts to the desired pattern. The pattern is constructed as a relief feature from the residual layer of resin, which is then removed with a suitable etching process, leaving only the pattern shape.

固化した樹脂からテンプレートを除去した後、通常は図２ａから図２ｃで示すように２段階のエッチングプロセスを実行する。基板２０は、図２ａで示すように自身のすぐ上に平坦化および転写層２１を有する。平坦化および転写層の目的は２つある。テンプレートの表面とほぼ平行な表面を提供するように作用し、これはテンプレートと樹脂との接触部が平行であることを保証し、さらに本明細書で説明するように、印刷されたフィーチャーの縦横比を改善するように作用する。   After removing the template from the solidified resin, a two-step etching process is typically performed as shown in FIGS. 2a to 2c. The substrate 20 has a planarization and transfer layer 21 immediately above it as shown in FIG. 2a. There are two purposes for planarization and transfer layer. It acts to provide a surface that is substantially parallel to the surface of the template, which ensures that the contact between the template and the resin is parallel, and as described herein, the length and breadth of the printed features. Acts to improve the ratio.

テンプレートを除去した後、固化した樹脂の残留層２２が平坦化および転写層２１上に残り、所望のパターンに成形される。第一エッチングは等方性であり、残留層２２の一部を除去し、その結果、図２ｂで示すようにＬ１がフィーチャー２３の高さであるフィーチャーの縦横比が不良になる。第二エッチングは異方性（または選択的）であり、縦横比を改善する。異方性エッチングは、固化した樹脂で覆われていない平坦化および転写層２１の部分を除去し、図２ｃで示すようにフィーチャー２３の縦横比を（Ｌ２／Ｄ）へと上げる。その結果としてエッチング後に基板上に残ったポリマの厚さのコントラストは、例えばインプリントしたポリマが例えばリフトオフプロセスのステップとして十分に抵抗力がある場合に、ドライエッチングのマスクとして使用することができる。   After removing the template, the solidified resin residual layer 22 remains on the planarization and transfer layer 21 and is formed into a desired pattern. The first etch is isotropic and removes a portion of the residual layer 22, resulting in a poor aspect ratio for features where L1 is the height of the feature 23, as shown in FIG. 2b. The second etch is anisotropic (or selective) and improves the aspect ratio. Anisotropic etching removes the portion of the planarization and transfer layer 21 that is not covered by the solidified resin and increases the aspect ratio of the feature 23 to (L2 / D) as shown in FIG. 2c. As a result, the contrast of the thickness of the polymer remaining on the substrate after etching can be used as a mask for dry etching, for example when the imprinted polymer is sufficiently resistant, for example as a step in a lift-off process.

高温インプリントリソグラフィには、パターンの転写を比較的高温で実行する必要があるだけでなく、テンプレートを除去する前に樹脂が十分に固化していることを保証するために、比較的大きい温度差が必要なことがあるという欠点もある。３５℃から１００℃の温度差が必要なことがある。例えば基板とテンプレートの熱膨張差は、転写したパターンの歪みにつながる。これは、インプリント可能材料の粘性の性質により、インプリントステップに必要な比較的高い圧力によって悪化することがあり、基板の機械的変形を誘発し、これもパターンを歪ませる。   High temperature imprint lithography not only requires the pattern to be transferred at a relatively high temperature, but also has a relatively large temperature difference to ensure that the resin is sufficiently solid before removing the template. There is also a drawback that may be necessary. A temperature difference of 35 ° C to 100 ° C may be required. For example, a difference in thermal expansion between the substrate and the template leads to distortion of the transferred pattern. This can be exacerbated by the relatively high pressure required for the imprint step, due to the viscous nature of the imprintable material, inducing mechanical deformation of the substrate, which also distorts the pattern.

他方で、ＵＶインプリントリソグラフィは、このような高い温度および温度差を含まず、このような粘性のインプリント可能材料も必要としない。ＵＶインプリントリソグラフィは、部分的または全体的に透明なテンプレート、およびアクリレートまたはメタクリレートのようなＵＶ硬化性液、通常はモノマを使用することを含む。一般的に、モノマと重合開始剤の混合物のような光重合可能な材料を使用することができる。硬化性液は、例えばジメチルシロキサン誘導体も含んでよい。このような材料は、高温インプリントリソグラフィで使用する熱硬化性および熱可塑性樹脂より粘性が低く、その結果、テンプレートのパターンフィーチャーを充填するためにはるかに速く移動する。低温および低圧の動作も、スループット能力の向上に有利である。   On the other hand, UV imprint lithography does not include such high temperatures and temperature differences and does not require such viscous imprintable materials. UV imprint lithography involves the use of partially or wholly transparent templates and UV curable liquids such as acrylates or methacrylates, usually monomers. In general, a photopolymerizable material such as a mixture of a monomer and a polymerization initiator can be used. The curable liquid may also contain, for example, a dimethylsiloxane derivative. Such materials are less viscous than the thermosetting and thermoplastic resins used in high temperature imprint lithography and consequently move much faster to fill the pattern features of the template. Low temperature and low pressure operation is also advantageous for improving throughput capability.

ＵＶインプリントプロセスの例を図１ｃに示す。水晶テンプレート１６を、図１ｂのプロセスと同様の方法でＵＶ硬化性樹脂１７に適用する。高温エンボス加工においては、熱硬化性樹脂を使用する場合に温度を上昇させ、または熱可塑性樹脂を使用する場合に温度を循環させるが、ＵＶインプリントプロセスにおいては重合させ、したがって硬化するために、水晶テンプレートを通して樹脂にＵＶ放射線を加える。テンプレートを除去した後、レジストの残留層をエッチングする残りのステップは、本明細書で説明する高温エンボスプロセスと同じであるか、同様である。通常使用するＵＶ硬化性樹脂は、典型的な熱可塑性樹脂より粘性がはるかに低く、したがってこれより低いインプリント圧力を使用することができる。圧力を低くしたことによる物理的変形の減少は、高温および温度変化による変形の減少とともに、ＵＶインプリントリソグラフィを、高いオーバレイ精度を必要とする用途に適したものにする。また、ＵＶインプリントテンプレートの透明の性質は、同時に光学的位置合わせ技術をインプリントに適応させることができる。   An example of a UV imprint process is shown in FIG. A quartz template 16 is applied to the UV curable resin 17 in a manner similar to the process of FIG. In high temperature embossing, the temperature is raised when using a thermosetting resin, or the temperature is circulated when using a thermoplastic resin, but in the UV imprint process it is polymerized and thus cured. UV radiation is applied to the resin through a quartz template. After removing the template, the remaining steps of etching the residual layer of resist are the same or similar to the high temperature embossing process described herein. Commonly used UV curable resins are much less viscous than typical thermoplastics and therefore lower imprint pressures can be used. The reduction in physical deformation due to lower pressure makes UV imprint lithography suitable for applications that require high overlay accuracy, along with reduction in deformation due to high temperature and temperature changes. Also, the transparent nature of the UV imprint template can simultaneously adapt the optical alignment technique to the imprint.

このタイプのインプリントリソグラフィは、主にＵＶ硬化性材料を使用し、したがって一般的にＵＶインプリントリソグラフィと呼ばれるが、他の波長の放射線を使用して、適切に選択した材料を硬化することができる（例えば重合または架橋反応を活性化する）。概して、適切なインプリント可能材料が使用可能であれば、このような化学反応を開始できる任意の放射線を使用してよい。代替的な「活性化放射線」は、例えば可視光線、赤外線放射線、Ｘ線放射線および電子ビーム放射線を含む。本明細書の説明全体で、ＵＶインプリントリソグラフィおよびＵＶ放射線の使用について言及している場合、それには以上および他の活性化放射線の可能性を排除する意図がない。   This type of imprint lithography primarily uses UV curable materials and is therefore commonly referred to as UV imprint lithography, but other wavelengths of radiation can be used to cure appropriately selected materials. Can (eg, activate a polymerization or cross-linking reaction). In general, any radiation capable of initiating such a chemical reaction may be used if a suitable imprintable material is available. Alternative “activating radiation” includes, for example, visible light, infrared radiation, X-ray radiation and electron beam radiation. Where the entire description herein refers to the use of UV imprint lithography and UV radiation, it is not intended to exclude these and other activating radiation possibilities.

基板表面にほぼ平行に維持される平面テンプレートを使用するインプリントシステムの代替物として、ローラインプリントシステムが開発されている。高温およびＵＶローラインプリントシステムが提案されており、これはテンプレートをローラ上に形成するが、それ以外はインプリントプロセスが平面テンプレートを使用するインプリントと非常に類似している。状況により他のものを必要としていない限り、インプリントテンプレートへの言及は、ローラテンプレートへの言及を含む。   Low line printing systems have been developed as an alternative to imprint systems that use planar templates that are maintained substantially parallel to the substrate surface. High temperature and UV low line printing systems have been proposed, which form a template on a roller, but otherwise the imprint process is very similar to an imprint using a planar template. A reference to an imprint template includes a reference to a roller template unless the context requires others.

ステップアンドフラッシュインプリントリソグラフィ（ＳＦＩＬ）として知られるＵＶインプリント技術が特に開発されており、これは例えばＩＣの製造で従来使用されている光学ステッパと同様の方法で、小さいステップにて基板にパターンを形成するために使用される。これは、テンプレートをＵＶ硬化性樹脂にインプリントし、テンプレートの下にある樹脂を硬化するために、テンプレートを通してＵＶ放射線を「点滅（フラッシュ）」させ、テンプレートを除去し、基板の隣接領域へとステップして、動作を反復することによって、基板の小さい区域を１度に印刷することを含む。このようなステップアンドリピートプロセスの小さいフィールドサイズは、パターンの歪みとＣＤの変動を減少させるのに役立ち、したがってＳＦＩＬは、ＩＣおよび高いオーバレイ精度を必要とする他のデバイスの製造に特に適している。   A UV imprint technique known as step-and-flash imprint lithography (SFIL) has been specifically developed, which is similar to an optical stepper conventionally used in IC manufacturing, for example, to pattern a substrate in small steps. Used to form This imprints the template onto the UV curable resin and “flashes” the UV radiation through the template to cure the resin underneath the template, removing the template and moving it to the adjacent area of the substrate. Steps include printing a small area of the substrate at a time by repeating the operation. The small field size of such a step-and-repeat process helps to reduce pattern distortion and CD variation, so SFIL is particularly suitable for the manufacture of ICs and other devices that require high overlay accuracy. .

原則的に、ＵＶ硬化性樹脂は、例えばスピンコーティングなどによって基板表面全体に塗布することができるが、これは、ＵＶ硬化性樹脂の揮発性の性質のために問題を生じることがある。   In principle, UV curable resins can be applied to the entire substrate surface, for example by spin coating, but this can cause problems due to the volatile nature of the UV curable resins.

この問題に対応する一つの方法は、いわゆる「ドロップオンデマンド」プロセスで、テンプレートでインプリントする直前に、基板の目標部分に樹脂を小滴状にて配量する。液体の配量は、基板の特定の目標部分に所定のボリュームの液体が付着するように制御される。液体は、多様なパターンで、慎重に制御された液体ボリュームの組み合わせで配量され、パターンの配置を使用して、パターンの形成を目標区域に制限することができる。   One method to deal with this problem is a so-called “drop on demand” process in which resin is dispensed in small droplets onto the target portion of the substrate immediately before imprinting with the template. The liquid dispensing is controlled so that a predetermined volume of liquid adheres to a specific target portion of the substrate. The liquid is dispensed in a variety of patterns, with carefully controlled combinations of liquid volumes, and pattern placement can be used to limit pattern formation to a target area.

前述したようにオンデマンドで樹脂を配量することは、些細なことではない。テンプレートのフィーチャーを充填するのに十分な樹脂があることを保証し、それと同時に余分な樹脂を最小限に抑えるために、小滴のサイズおよび間隔を慎重に制御する。余分な樹脂は、隣接する小滴同志が接触すると、流れる場所がなくなるので、望ましくないほど厚いか、不均一な残留層になることがある。   As mentioned above, dispensing resin on demand is not trivial. The droplet size and spacing are carefully controlled to ensure that there is enough resin to fill the template features while at the same time minimizing excess resin. Excess resin can result in an undesirably thick or non-uniform residual layer because there is no place for flow when adjacent droplets come into contact.

本明細書では、基板上にＵＶ硬化性液体を付着させることに言及しているが、液体をテンプレートに付着させることもでき、一般的に同じ技術および考慮事項が当てはまる。   Although this specification refers to depositing a UV curable liquid on a substrate, the liquid can also be deposited on the template and generally the same techniques and considerations apply.

図３は、テンプレート、インプリント可能材料（硬化性モノマ、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂など）および基板の相対的寸法を示す。基板の幅Ｄと硬化性樹脂層の厚さｔとの比率は、１０6のオーダである。テンプレートから突出したフィーチャーが基板を損傷するのを回避するために、寸法ｔはテンプレートに面する突出部の深さより大きくなければならないことが理解される。 FIG. 3 shows the relative dimensions of the template, imprintable material (curable monomer, thermosetting resin, thermoplastic resin, etc.) and substrate. The ratio between the width D of the substrate and the thickness t of the curable resin layer is on the order of 10 6 . It is understood that the dimension t must be greater than the depth of the protrusion facing the template to avoid features protruding from the template from damaging the substrate.

圧印後に残る残留層は、下にある基板を保護するのに有用であるが、本明細書で言及するように、これは特に高い解像度および／またはオーバレイ精度を必要とする場合に、問題の発生源にもなり得る。最初の「ブレークスルー」エッチングは等方性（非選択的）であり、したがってある程度、残留層ばかりでなくインプリントされたフィーチャーも腐食する。これは、残留層が過度に厚いか、不均一あるいはその両方である場合に悪化することがある。この問題は、例えば下にある基板に最終的に形成される線の厚さの変動を引き起こす（つまり最小加工寸法の変動）。第二エッチングである異方性エッチングで転写層にエッチングされる線の太さの均一性は、樹脂に残されたフィーチャーの縦横比および形状の完全性に依存する。残留樹脂層が不均一である場合は、非選択的な第一エッチングが「丸くなった」頂部を有するフィーチャーを幾つか残し、したがって第二およびその後の任意のエッチングプロセスにおいて、フィーチャーは線太さの良好な均一性を保証するほど十分によく画定されない。原則的に、上記の問題は、残留層を可能な限り確実に薄くすることによって緩和されるが、これには望ましくないほど大きい圧力（場合によっては基板の変形を増加させる）および比較的長いインプリント時間（場合によってはスループットを減少させる）を必要とすることがある。   The residual layer that remains after the coining is useful to protect the underlying substrate, but as mentioned herein, this can cause problems, especially when high resolution and / or overlay accuracy is required. It can also be a source. The initial “breakthrough” etch is isotropic (non-selective) and thus to some extent erodes not only the residual layer but also the imprinted features. This can be exacerbated when the residual layer is too thick and / or non-uniform. This problem causes, for example, variations in the thickness of the lines that are ultimately formed on the underlying substrate (ie, variations in the minimum feature size). The uniformity of the thickness of the line etched into the transfer layer by the second etching, anisotropic etching, depends on the aspect ratio and shape integrity of the features left on the resin. If the residual resin layer is non-uniform, the non-selective first etch leaves some features with a “rounded” top, so that in the second and any subsequent etching processes, the features are Are not well defined enough to ensure good uniformity of In principle, the above problems are mitigated by ensuring that the residual layer is as thin as possible, but this involves an undesirably high pressure (possibly increasing the deformation of the substrate) and a relatively long inlet. Printing time (sometimes reducing throughput) may be required.

テンプレートは、インプリントリソグラフィシステムの重大な構成要素である。本明細書で述べるように、テンプレート表面上のフィーチャーの解像度は、基板上に印刷するフィーチャーで達成可能な解像度の制限要素である。高温およびＵＶリソグラフィに使用するテンプレートは一般的に、２段階のプロセスで形成する。最初に、例えば電子ビームの書き込みなどを使用して必要なパターンを書き込み、レジスト内に高い解像度のパターンを与える。次に、レジストパターンを薄いクロム層に転写し、これは、パターンをテンプレートの母材に転写する最終的な異方性エッチングステップのために、マスクを形成する。例えばイオンビームリソグラフィ、Ｘ線リソグラフィ、極ＵＶリソグラフィ、エピタキシャル成長、薄膜付着、化学エッチング、プラズマエッチング、イオンエッチングまたはイオンミリングなど、他の技術を使用してもよい。一般的に、非常に高い解像度が可能な技術を使用する。というのは、転写したパターンの解像度がテンプレート上のパターンの解像度によって制限された状態で、テンプレートは事実上、１Ｘのマスクだからである。   Templates are a critical component of an imprint lithography system. As described herein, the resolution of features on the template surface is a limiting factor in the resolution that can be achieved with features that are printed on a substrate. Templates used for high temperature and UV lithography are typically formed in a two-step process. First, a necessary pattern is written using, for example, electron beam writing to give a high resolution pattern in the resist. The resist pattern is then transferred to a thin chrome layer, which forms a mask for the final anisotropic etching step that transfers the pattern to the template matrix. Other techniques such as ion beam lithography, X-ray lithography, extreme UV lithography, epitaxial growth, thin film deposition, chemical etching, plasma etching, ion etching or ion milling may be used. In general, a technique capable of very high resolution is used. This is because the template is effectively a 1 × mask with the resolution of the transferred pattern limited by the resolution of the pattern on the template.

テンプレートの解放（分離）特性も考慮事項である。テンプレートは、例えば表面処理材料で処理して、低い表面エネルギを有する薄い解放層をテンプレート上に形成することができる（薄い解放層を基板に付着させることもできる）。   The template release (separation) property is also a consideration. The template can be treated with, for example, a surface treatment material to form a thin release layer having a low surface energy on the template (the thin release layer can also be attached to the substrate).

インプリントリソグラフィの開発における別の考慮事項は、テンプレートの機械的耐久性である。テンプレートは、レジストの圧印中に大きい力を受けることがあり、高温リソグラフィの場合は、極端な圧力および温度も受ける。これは、テンプレートの摩耗を引き起こし、基板にインプリントされるパターンの形状に悪影響を及ぼす。   Another consideration in the development of imprint lithography is the mechanical durability of the template. The template can be subjected to high forces during resist imprinting, and in the case of high temperature lithography, it is also subjected to extreme pressures and temperatures. This causes wear of the template and adversely affects the shape of the pattern imprinted on the substrate.

高温インプリントリソグラフィでは、パターン形成すべき基板と同じまたは同様の材料のテンプレートを使用することには、その２つの熱膨張率の差を減少させるために潜在的な利点がある。ＵＶインプリントリソグラフィでは、テンプレートは活性化放射線に対して少なくとも部分的に透明であり、したがって水晶テンプレートを使用する。   In high temperature imprint lithography, the use of a template of the same or similar material as the substrate to be patterned has the potential advantage to reduce the difference between the two coefficients of thermal expansion. In UV imprint lithography, the template is at least partially transparent to activating radiation and thus uses a quartz template.

本文ではＩＣの製造におけるインプリントリソグラフィの使用に特に言及しているが、本明細書で説明するインプリント装置および方法には他の用途もあることを理解されたい。例えばこれは、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、ハードディスク磁気媒体、フラットパネルディスプレイ、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。   Although the text specifically refers to the use of imprint lithography in the manufacture of ICs, it should be understood that the imprint apparatus and method described herein have other uses. For example, it can be used in the manufacture of integrated optical devices, magnetic domain memory guidance and detection patterns, hard disk magnetic media, flat panel displays, thin film magnetic heads and the like.

本明細書の説明では、レジストとして効果的に作用するインプリント可能樹脂を介した基板へのテンプレートパターンの転写にインプリントリソグラフィを使用することに特に言及しているが、状況によっては、インプリント可能材料自体が、例えば導電性、光学的直線または非直線的応答のような機能を有する機能材料でよい。例えば、機能材料は、導電層、半導体層、誘電層、または別の望ましい機械的、電気的または光学的特性を有する層を形成することができる。適切な機能材料になる有機物質もある。このような用途は、本発明の範囲に入る。   While the description herein specifically refers to the use of imprint lithography to transfer a template pattern to a substrate through an imprintable resin that effectively acts as a resist, depending on the situation, imprint The possible material itself may be a functional material having functions such as conductivity, optical linearity or non-linear response. For example, the functional material can form a conductive layer, a semiconductor layer, a dielectric layer, or a layer having another desirable mechanical, electrical, or optical property. Some organic substances are suitable functional materials. Such applications are within the scope of the present invention.

現在のインプリントリソグラフィシステムは、フィーチャーサイズの減少に関して光学リソグラフィに対して大きい利点を有する。圧印および硬化プロセス中に、テンプレートは、パターンをインプリント可能媒体に与えるのに十分な力で下降させねばならない。残念ながら、こうすると、テンプレートが光学リソグラフィで経験するよりはるかに大きい力を基板に加えることになる。この影響は、インプリント時間を削減するために必要な力より大きい力を通常は使用するという事実によって増幅される。したがって、インプリントリソグラフィの大きいインプリント力は変形を引き起こし、場合によっては基板を損傷して、インプリント可能媒体におけるパターンの反復精度を低下させる。特に、基板にインプリント力を加えると、基板の屈曲および変形を引き起こすことがある。力を基板の中心、またはその付近に加えると、基板の中心部分が最大数ミクロンの垂直変位を生ずることがある。   Current imprint lithography systems have significant advantages over optical lithography with respect to feature size reduction. During the coining and curing process, the template must be lowered with sufficient force to impart a pattern to the imprintable medium. Unfortunately, this results in a much greater force on the substrate than the template experiences in optical lithography. This effect is amplified by the fact that it usually uses more force than is necessary to reduce imprint time. Thus, the large imprint force of imprint lithography causes deformation and possibly damages the substrate, reducing the repeatability of the pattern on the imprintable medium. In particular, when imprinting force is applied to the substrate, the substrate may be bent and deformed. When a force is applied at or near the center of the substrate, the central portion of the substrate may cause a vertical displacement of up to several microns.

図４は、周囲を支持部材４２で支持された厚いガラスキャリア４１上に支持された薄いシリコン基板４０を示す。基板４０の中心部分の上面に加えられた力Ｆによって、基板４０およびキャリア４１が下方向へと大幅に撓み、基板４０の上面に設けたインプリント可能媒体（例えば硬化性樹脂−図示せず）のボリュームの変形を招く。このようなインプリント可能媒体の変形は、媒体の、したがって基板４０のパターン複製の精度にとって有害である。   FIG. 4 shows a thin silicon substrate 40 supported on a thick glass carrier 41 supported around by a support member 42. Due to the force F applied to the upper surface of the central portion of the substrate 40, the substrate 40 and the carrier 41 are greatly bent downward, and an imprintable medium provided on the upper surface of the substrate 40 (eg, curable resin—not shown). Cause volume deformation. Such deformation of the imprintable medium is detrimental to the accuracy of the pattern replication of the medium and thus the substrate 40.

図５は、補償力Ｆ’を基板４０およびキャリア４１の下部に加え、その反対側にはテンプレート（図示せず）によって圧印力Ｆを加える実施形態を示す。Ｆ’の値は、Ｆとほぼ等しく、反対になるように選択する。補償力Ｆ’を与えると、基板４０およびキャリア４１の屈曲がほぼ解消される。しかし、基板４０およびキャリア４１の圧縮のせいで、小さい局所的変形があることがあり、これはΔＬ＝ＦＬ／ＥＡで与えられ、Ｌは基板４０とキャリア４１を組み合わせた厚さであり、Ｅは基板４０およびキャリア４１のヤング率であり、Ａはインプリント力と基板４０との接触面積であり、Ｆはインプリント力である。直径１０ｍｍの平坦なテンプレートで、厚さ２０ｍｍのガラスキャリア上に支持された薄いシリコン基板に１００Ｎの力を加えると、基板とキャリアの合計圧縮は、４００ｎｍのオーダになる。Ｆ’の値は、基板４０の区域Ａの圧縮を補償するために、基板４０のこの区域を上昇させるように、Ｆよりわずかに大きいことが望ましい。   FIG. 5 shows an embodiment in which the compensation force F ′ is applied to the lower part of the substrate 40 and the carrier 41 and the coining force F is applied to the opposite side by a template (not shown). The value of F 'is selected to be approximately equal to F and opposite. When the compensation force F ′ is applied, the bending of the substrate 40 and the carrier 41 is almost eliminated. However, due to compression of the substrate 40 and the carrier 41, there may be a small local deformation, given by ΔL = FL / EA, where L is the combined thickness of the substrate 40 and the carrier 41 and E Is the Young's modulus of the substrate 40 and the carrier 41, A is the imprint force and the contact area between the substrate 40, and F is the imprint force. When a force of 100 N is applied to a thin silicon substrate supported on a glass carrier having a thickness of 20 mm with a flat template having a diameter of 10 mm, the total compression of the substrate and the carrier is on the order of 400 nm. The value of F 'is preferably slightly greater than F so as to raise this area of substrate 40 to compensate for the compression of area A of substrate 40.

ある実施形態では、基板の下に位置決めされたばねまたは他の補償部材を介して補償力Ｆ’を加える。基板の複数の領域にパターンを形成すべきさらなる実施形態では、ばねまたは他の補償部材は、ばねによって提供される「クッション作用」の有効性を維持するように、基板の上にあるテンプレートの動作に従って基板の下で動作可能である。あるいは、基板の下に複数のばねまたは他の補償部材を設けてよい。ある実施形態では、他の補償部材は、電流を流すことができるコイル（例えばローレンツモータ）内に変位自在に装着された圧電活性化部材および／またはロッドでよい。   In some embodiments, the compensation force F 'is applied through a spring or other compensation member positioned under the substrate. In a further embodiment where the pattern is to be formed on multiple areas of the substrate, the spring or other compensating member is operated by a template on the substrate so as to maintain the effectiveness of the “cushioning” provided by the spring. Can operate under the substrate. Alternatively, a plurality of springs or other compensation members may be provided under the substrate. In some embodiments, the other compensation member may be a piezoelectric activation member and / or rod that is displaceably mounted in a coil (eg, a Lorentz motor) that can conduct current.

基板は、特定の閾値より大きい力を受けると、損傷を受けることが以上から分かる。テンプレートによって基板に与えられる力は、力が閾値を超えるとテンプレートを解放するキャディ（ｃａｄｄｙ）内にテンプレートを配置することによって、この閾値より低く保持することができる。   It can be seen from the above that a substrate is damaged when subjected to a force greater than a certain threshold. The force imparted to the substrate by the template can be kept below this threshold by placing the template in a caddy that releases the template when the force exceeds the threshold.

一例として、図６は接触する表面の間の摩擦力によって２本のアーム６１と６２の間に保持されたテンプレート６０を示す。垂直力Ｆnをアームに加えて、テンプレート６０を所定の位置に保持する。テンプレートと基板区域の間の反力ＦsがＦn×μ（μ＝摩擦係数）を超えると、テンプレートが２本のアームから解放され、望ましくない損傷を引き起こす前に、上昇することができる。 As an example, FIG. 6 shows a template 60 held between two arms 61 and 62 by frictional forces between contacting surfaces. A normal force F n is applied to the arm to hold the template 60 in place. When the reaction force F s between the template and the substrate area exceeds F n × μ (μ = coefficient of friction), the template is released from the two arms and can rise before causing undesired damage.

さらなる例として、図７ではテンプレート７０を板７１に取り付ける。板７１は、支持ブロック７２に抗してバイアスがかかり、支持ポイントとテンプレート７０への取り付け領域との間に形成された切り欠き７３を有する。切り欠き７３は板の弱点であり、テンプレートと基板の間の反力Ｆsが、切り欠きにて板を破壊するのに必要な力を超えると、板７１が破壊され、テンプレートは、望ましくない損傷を引き起こす前に、上昇することができる。このシステムは通常、閾値の力を超える度に交換用の板を使用する。 As a further example, the template 70 is attached to the plate 71 in FIG. The plate 71 is biased against the support block 72 and has a notch 73 formed between the support point and the attachment area to the template 70. Notch 73 is a weak point of the plate, reaction force F s between the template and the substrate is greater than the force required to break the plate at notch, the plate 71 is broken, the template is not desirable It can rise before causing damage. This system typically uses a replacement plate each time a threshold force is exceeded.

図６および図７に示すシステムの開発において、テンプレートの上端をばねに取り付け、ばねは閾値の力を超えた場合にテンプレートを所定の位置に保持するように作用する。これは、テンプレートのパターン形成された面が他の要素との接触によって損傷することを防止する。   In the development of the system shown in FIGS. 6 and 7, the upper end of the template is attached to a spring that acts to hold the template in place when a threshold force is exceeded. This prevents the patterned surface of the template from being damaged by contact with other elements.

図８は、転写層８２上に支持されたインプリント済み媒体８１からテンプレート８０を分離するさらなる方法を示し、これはインプリントした媒体８１からテンプレート８０を引き離すか引き剥がすことに関連する問題を軽減する。加圧した流体（例えば空気または液体）を、図８の２つの矢印で示した方法でテンプレート８０の縁部に導入する。この方法で、インプリントした媒体８１は、引張力ではなく圧縮力を受け、これはインプリントした媒体８１の強度に対する要件を軽減する。インプリントした媒体８１を一時的に圧縮することにより、テンプレート８０に固着する可能性が低下する。インプリントした媒体８１は通常、硬化または重合後にわずかに収縮するので、インプリント後にインプリントした媒体８１とテンプレート８０の領域の間に小さいギャップ８３が存在することが多く、これはテンプレート８０とインプリントした媒体８１を離すために加圧した流体を導入することによって利用することができる。   FIG. 8 illustrates a further method of separating the template 80 from the imprinted media 81 supported on the transfer layer 82, which alleviates problems associated with pulling or peeling the template 80 from the imprinted media 81. To do. Pressurized fluid (eg air or liquid) is introduced into the edge of the template 80 in the manner indicated by the two arrows in FIG. In this way, the imprinted medium 81 is subjected to a compressive force rather than a tensile force, which reduces the requirements on the strength of the imprinted medium 81. By temporarily compressing the imprinted medium 81, the possibility of sticking to the template 80 decreases. Since the imprinted media 81 typically shrinks slightly after curing or polymerization, there is often a small gap 83 between the imprinted media 81 and the template 80 area after imprinting, which is in contact with the template 80 and imprint. It can be utilized by introducing a pressurized fluid to release the printed medium 81.

以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。この説明は本発明を制限するものではない。   While specific embodiments of the invention have been described above, it will be appreciated that the invention may be practiced otherwise than as described. This description is not intended to limit the invention.

ソフト、高温およびＵＶリソグラフィプロセスの例を示す。2 shows examples of soft, high temperature and UV lithography processes. ソフト、高温およびＵＶリソグラフィプロセスの例を示す。2 shows examples of soft, high temperature and UV lithography processes. ソフト、高温およびＵＶリソグラフィプロセスの例を示す。2 shows examples of soft, high temperature and UV lithography processes. レジスト層にパターンを形成するために高温およびＵＶインプリントリソグラフィを使用する場合に使用する２段階のエッチングプロセスを示す。Figure 2 illustrates a two-stage etching process used when using high temperature and UV imprint lithography to form a pattern in a resist layer. 基板上に付着させた典型的なインプリント可能レジスト層の厚さと比較したテンプレートのフィーチャーの相対的寸法を示す。FIG. 5 shows the relative dimensions of template features compared to the thickness of a typical imprintable resist layer deposited on a substrate. 圧印力を受けた場合の基板の撓みを示す。The bending of a board | substrate when receiving a coining force is shown. 本発明の実施形態により反力を提供することを示す。FIG. 4 illustrates providing a reaction force according to an embodiment of the present invention. FIG. テンプレートを解放する機構を示す。Indicates a mechanism for releasing a template. テンプレートを解放する機構を示す。Indicates a mechanism for releasing a template. テンプレートを解放する機構を示す。Indicates a mechanism for releasing a template.

Claims (14)

インプリント方法であって、
媒体にインプリントを形成するために、テンプレートと基板の第一表面との間にインプリント可能媒体が介在するように、テンプレートをして、基板の第一表面の目標領域にインプリント可能媒体を接触させることと、
インプリント可能媒体と接触するテンプレートによって引き起こされる基板の変形を緩和するように、第一表面に対して反対にある基板の第二表面に補償力を加えることと、
インプリントした媒体からテンプレートを分離することと
を含み、
補償力が、媒体にインプリントを形成するためにテンプレートに加えて媒体と接触させるインプリント力より大きく、
補償力が所定のしきい値を超えた場合に、インプリント力および補償力からテンプレートを解放することを含む、方法。 An imprint method,
To form an imprint on the medium, the template is formed so that the imprintable medium is interposed between the template and the first surface of the substrate, and the imprintable medium is applied to the target area on the first surface of the substrate. Contacting,
Applying a compensating force to the second surface of the substrate opposite the first surface to mitigate the deformation of the substrate caused by the template in contact with the imprintable medium;
Separating the template from the imprinted medium,
The compensation force is greater than the imprint force that contacts the media in addition to the template to form the imprint on the media;
If the compensation force exceeds a predetermined threshold, comprising free up template from the imprint force and compensating force, method. 補償力を、基板の第一表面の目標領域に対してちょうど反対にある基板の第二表面の部分に加える、請求項１に記載のインプリント方法。   The imprint method of claim 1, wherein the compensation force is applied to a portion of the second surface of the substrate that is just opposite to the target area of the first surface of the substrate. 基板をキャリアの第一表面上で支持し、キャリアの第一表面に対して反対にあるキャリアの第二表面と直接接触する補償部材によって、補償力を加える、請求項１に記載のインプリント方法。   The imprint method according to claim 1, wherein the substrate is supported on the first surface of the carrier, and the compensation force is applied by a compensation member in direct contact with the second surface of the carrier opposite to the first surface of the carrier. . 弾性部材を使用して、補償力を加える、請求項１に記載のインプリント方法。   The imprint method according to claim 1, wherein a compensation force is applied using an elastic member. ばね、圧電起動部材、および電流を流せるコイル内に変位自在に装着されたロッドで構成されたグループから選択した補償部材を使用して、補償力を加える、請求項１に記載のインプリント方法。   The imprint method according to claim 1, wherein the compensation force is applied using a compensation member selected from the group consisting of a spring, a piezoelectric actuating member, and a rod that is displaceably mounted in a coil through which current can flow. さらに、基板の第一表面の目標領域にある量のインプリント可能媒体を提供することを含む、請求項１に記載のインプリント方法。   The imprint method of claim 1, further comprising providing an amount of imprintable media in a target area of the first surface of the substrate. インプリントした媒体からテンプレートを分離するときに、インプリントした媒体とテンプレートとの間に加圧した流体を導入することを含む、請求項１から６のいずれかに記載のインプリント方法。   The imprinting method according to claim 1, comprising introducing a pressurized fluid between the imprinted medium and the template when separating the template from the imprinted medium. インプリント装置であって、
基板を保持するように構成された基板ホルダと、
テンプレートを保持するように構成されたテンプレートホルダと
を有し、テンプレートホルダは、媒体にインプリントを形成するために、テンプレートと基板の第一表面との間にインプリント可能媒体が介在するようにテンプレートをして基板の第一表面の目標領域にインプリント可能媒体を接触させ、インプリントした媒体からテンプレートを分離させるように動作可能であり、さらに、
基板と接触するテンプレートによって引き起こされる基板の変形を軽減するように、インプリント可能媒体にテンプレートが接触している間に、第一表面に対して反対にある基板の第二表面に補償力を加えるように動作可能である補償部材を有し、
補償部材が、媒体にインプリントを形成するためにテンプレートに加えて媒体に接触させるインプリント力より大きい補償力を提供するように動作可能であり、さらに、
補償部材が提供する補償力が所定のしきい値を超えた場合に、インプリント力および補償力からテンプレートを解放する機構を有する、装置。 An imprint apparatus,
A substrate holder configured to hold a substrate;
A template holder configured to hold a template such that the imprintable medium is interposed between the template and the first surface of the substrate to form an imprint on the medium. Operable to contact the imprintable medium to a target area on the first surface of the substrate and separate the template from the imprinted medium;
Apply compensation to the second surface of the substrate opposite the first surface while the template is in contact with the imprintable medium to reduce substrate deformation caused by the template in contact with the substrate. Having a compensation member that is operable to
The compensation member is operable to provide a compensation force that is greater than the imprint force that contacts the media in addition to the template to form an imprint on the media;
If the compensation force compensating member is provided exceeds a predetermined threshold, it has a mechanism for free up template from the imprint force and compensating force, device. 補償部材は、基板の第一表面の第一目標領域とはちょうど反対にある基板の第二表面の部分に補償力を加えるように動作可能である、請求項８に記載のインプリント装置。   The imprint apparatus of claim 8, wherein the compensation member is operable to apply a compensation force to a portion of the second surface of the substrate that is just opposite the first target area of the first surface of the substrate. キャリアの第一表面が、基板を保持するように構成され、補償部材が、キャリアの第一表面の反対にあるキャリアの第二表面と直接接触する、請求項８に記載のインプリント装置。   The imprint apparatus of claim 8, wherein the first surface of the carrier is configured to hold a substrate and the compensation member is in direct contact with the second surface of the carrier opposite the first surface of the carrier. 補償部材を基板ホルダに接続する、請求項８に記載のインプリント装置。   The imprint apparatus according to claim 8, wherein the compensation member is connected to the substrate holder. 補償部材が弾性部材である、請求項８に記載のインプリント装置。   The imprint apparatus according to claim 8, wherein the compensation member is an elastic member. ばね、圧電起動部材、および電流を流せるコイル内に変位自在に装着されたロッドで構成されたグループから、補償部材を選択する、請求項８に記載のインプリント装置。   9. The imprint apparatus according to claim 8, wherein the compensation member is selected from a group consisting of a spring, a piezoelectric actuating member, and a rod that is displaceably mounted in a coil through which a current can flow. さらに、基板ホルダ上に保持された基板の第一表面の目標領域に、ある量のインプリント可能媒体を提供するように構成された供給装置を有する、請求項８に記載のインプリント装置。   9. The imprint apparatus of claim 8, further comprising a supply device configured to provide a quantity of imprintable media to a target area on a first surface of a substrate held on a substrate holder.
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